bab i gerakan bumi dan implikasi terhadap kehidupan

Gerakan Bumi dan Implikasi Terhadap Kehidupan

1

BAB I

Gerakan Bumi Dan Implikasi TerhadapKehidupan

1.1 PendahuluanBumi berputar pada porosnya (Rotation: Rotasi) memerlukanwaktu selama 24 jam (23 jam, 56 menit, 4 detik). Perputaranbumi ini mengakibatkan adanya perbedaan bacaan gaya tarikgravitasi bumi di semua tempat berdasarkan perbedaan lintang(Latitude), selain akibat adanya perbedaan distribusi massa dibawah permukaan. Sumbu perputaran bumi tidak tegak lurusterhadap bidang edar bumi (eliptical plane). Sudut antara gariskatulistiwa dengan bidang edar bumi adalah 23,50. Hal inimengakibatkan adanya perbedaan intensitas cahaya matahariyang diterima oleh permukaan bumi di berbagai tempat dan diberbagai waktu. Kemiringan sumbu rotasi ini jugamengakibatkan adanya perbedaan lamanya siang dan malam diberbagai tempat pada waktu waktu tertentu. Pada Bab I ini akandi bahas tentang peredaran Bumi mengelilingi matahari danberbagai implikasi terhadap kehidupan di Bumi, namunsebelum itu akan di diskusikan sistem koordinat bumi danpenggunaan google earth dalam mempelajari navigasi lokasipada permukaan bumi.1.2 Sistem Koordinat BumiUntuk mengetahui lokasi suatu titik di permuakaan bumi, makadiperlukan sistem koordinat yang memeliki dua sumbukoordinat yaitu Bujur (Longitude) dan Lintang (Latitude). Bujurbernilai dari 00 sampai 1800 untuk Bujur Timur (BT) dan 0-1800

Gambar 1.1. Garis yangditunjuk panah adalah 00 bujurBarat dan Bujur Timur.Terlihat garis tersebutmelewati kota kecil Greenwichdi London (diambil dari GoogleEarth).


2

untuk Bujur Barat (BT). Sedangkan titik 00 itu dimulai dari kotaGreenwich, sebuah kota kecil di Inggris. Jika kutup utara dankutup selatan bumi dihubungkan melalui kota Greenwich, garisinilah yang memiliki 00 BT dan juga bertindak sebagai 00 BB.Gambar 1.1 adalah memperlihatkan posisi 00 BT, yang managaris ini melalui kota Greenwich, sebuah kota kecil di ditepi kotaLondon.Sedangkan 00 lintang adalah dimulai dari garis katulistiwa, yaitugaris tengah yang membangkan dua bagian bumi menjadibelahan utara dan selatan. Mengarah kearah utara, berarti garislintang utara (LU) membesar dari 00 sampai akhirnya 900 LUyang berada dikutup utara. Demikian juga dengan lintangselatan (LS) yang berakhir 900 LS di kutup selatan.Pembagian waktu di muka bumi ini disepakati berdasarkanpembagian bujur. Total sudut bujur (Timur dan Barat) adalah3600. Jika dibagi 24 jam, maka untuk 1 jam terdapat 150. Jadiuntuk kota kota yang berada dalam setiap kelipatan 150 iniadalah memiliki waktu yang sama. Namun ada beberapa negarayang terkadang memajukan satu jam atau pun memundurkansatu jam untuk maksud tertentu. Dan juga ada beberapa negarayang masuk dalam beberapa grup dari kelipatan 150, untukalasan tertentu terkadang negara tersebut membagi dalambeberapa grup waktu tertentu. Seperti Indonesia masuk dalamsekitar 950 BT sampai 1410 BT, yang artinya berada dalam grup900-1050, 1050-1200, 1200-1350, 1350-1500. Namun untukkeperluan pembagiannya Indonesia mengelompokkan dalam 3grup saja, yaitu Waktu Indonesia Barat (WIB), Waktu IndonesiaTengah (WIT) dan Waktu Indonesia Timur (WITa).Jarak untuk tiap 10 bujur di khatulistiwa adalah maksimum,jarak ini akan semakin mengecil ke arah 900 LU dan 900 LS.Untuk jarak 100 bujur di khatulistiwa dapat di hitung dengancara keliling lingkaran (keliling bumi) di bagi dengan 3600.


3

Untuk mengukur jarak antara dua lokasi yang bukan sepanjanggaris katulistiwa diperlukan perhitungan matematika sebagaiberikut:Asumsikan Bumi adalah bulat sempurna, titik titik dimana sajabisa di jelaskan dengan tiga koordinat, jarak dari pusat bumi Rdan juga sudut longitude dan latitude Koordinat kartesian yang berhubungan dengan koordinat bolaadalah:X =R sin cos Y = R sin sin Z = R cos dimana = 900 - . Jika dua lokasi (X1, Y1, Z1) dan (X2, Y2, Z2)diketahui, maka jarak lurus s dari dua titik tersebut dapatditentukan dengan persamaan berikut:= ( 1 − 2) + ( 1 − 2) +( 1 − 2)Alternative lain, jarak antara dua titik bisa di jelaskan denganpanjang dari busur yang menghubungkan keduanya. Jarak s bisadiambil pendekatan oleh differensial ds, yang mana hanyabergantung pada R, = 900 - dan perbedaan dR didalamlongitude d dan latitude d = d. ds akan memberikan panjangbusur dari garis antara dua lokasi. Untuk jarak yang besar,panjang busur di hitung dengan meng integralkan ds sepanjangbusur tersebut.= ( ) + ( ) +( d)Dari dua persamaan yang terakhir, jarak apapun sebagaipenghubung ataupun panjang busur antara dua titik bisa dihitung jika R, longitude dan latitude diketahui.


4

1.3. Menentukan Jarak, ketinggian, navigasi dan luas areadengan menggunakan Google EarthPada era Internet sekarang ini, applikasi Google Earth seringdigunakan dibidang ilmu kebumian dan bahkan ilmu sosiallainnya, karena applikasi ini memperlihatkan bentukpermukaan bumi, termasuk bentuk pegunungan, bentuk lika-liku sungai, jalan dan juga bahkan kedalam air laut. Pada waktu30 tahun yang lalu, untuk menganalisa suatu cekungan,mengharuskan dilakukannya survey langsung kelapangan, yangmana akan menghabiskan banyak dana, banyak waktu, energidan juga dapat menyebabkan terancamnya keselamatan timsurvey tesebut. Namun dengan menggunakan applikasi googleearth, semua itu dapat dilakukan dalam waktu sesingkat-singkatnya dan juga hampir tidak ada dana yang diperlukan.Dengan menggunakan applikasi Google Earth, zona ketinggiandan juga zona dataran rendah, seberapa tinggi dan dalamnyaserta berapa luas areanya dapat di lihat dengan jelas. Bukanhanya itu, Google Earth bisa digunakan untuk melihat zonadivergen, zona konvergen dan zona transform dengan sangatjelas (akan dibahas di Bab 3).Pada bagian bawah Google Erath, dapat ditemukan skala jarak,koordinat latitude, koordinat longitude, elevasi suatu tempatyang di klik lokasinya dan juga ketinggian posisi mata dalammelihat bumi tersebut. Sedangkan navigasi arah utara selatandapat di lihat pada bagian kanan atas. Selain untuk keperluangeografis bumi, Google Earth juga menawarkan tool pengukuranjarak suatu tempat ketempat lainnya. Jarak ini bisa di ukurdalam satuan yang diinginkan dari cm sampai ke kilometer,bahkan bisa di ubah dalam satuan feet, asalkan diberikan lokasidua tempat maka jarak dan arah dua tempat tersebut bisaditentukan dengan baik. Selain itu juga memberikan fasilitaspenentuan panjang lintasan yang berbentuk apa saja, jugamampu mengukur luas sebuah area tertentu. Gambar 1.2 adalahfoto satelit sekitar bangunan Monas Jakarta yang di ambil dariGoogle Earth. Terlihat dari Gambar 1.2, jarak lurus dari Monas


5

dengan Mesjid Istiqlal adalah 724.62 meter dan memiliki arah33.930. Pengukuran arah ini adalah di hitung mulai dari Utaradan setiap pertambahan sudut searah jarum jam maka akanmemberikan pertambahan besarnya arah tersebut. Dengandemikian pada Gambar 1.2 terlihat bahwa sudut dari KutupUtara - Monas - Mesjid Istiqlal sudutnya adalah 33.930.

Gambar 1.2. Foto satelit yang diambil dari Google Earth.


6

1.4 Putaran BumiPerputaran bumi adalah dari barat ke timur (Gambar 1.3). Jikakita lihat bumi dari atas kutup utara maka bumi terlihatberputar seperti berlawanan arah jarum jam. Perputaran bumiini memerlukan waktu 23 jam, 56 menit, 4 detik (Lebih kurang24 jam) untuk melakukan satu putaran penuh. Perputaran bumipada sumbunya ini mengakibatkan terjadinya siang dan malam.Karena matahari tetap sebagai sumbu revolusi planet planetyang ada di tata surya (termasuk bumi) sehingga pada waktukapanpun sumber cahaya matahari akan tetap berasal daritengah-tengah sumbu revolusi, dan karena bumi berotasi, makaakan ada bagian yang tersinari dan setengah bagian kulit bumilainnya akan tidak mendapatkan cahaya. Bagian yang terkenasinar ini adalah siang hari, dan bagian yang tidak terkena sinaradalah mengalami malam hari.Sumbu putar bumi tidak membentuk sudut tegak lurus terhadapbidang orbit bumi mengelilingi matahari, dengan kata lainekuator bumi tidak sejajar dengan bidang orbit bumi. Equatorbumi membentuk sudut 23,50 terhadap bidang edar bumi(Gambar 1.3). Dengan adanya sudut 23,50 maka intensitascahaya matahari akan berbeda diterima dipermukaan bumipada setiap waktu.Kutub Utara, yang juga dikenal sebagai Kutub Utara Geografisatau Kutub Utara Terestrial, adalah titik di Belahan Bumi Utaradimana sumbu rotasi Bumi berakhir pada titik di permukaan ini.Titik ini berbeda dari Kutub Magnetik Bumi Utara. KutubSelatan adalah titik lain di mana sumbu rotasi bumi berakhir dipermukaannya, yaitu di Antartika.Bumi berputar satu kali dalam waktu sekitar 24 jam. Rotasibumi sedikit melambat seiring waktu. Dengan demikian, satuhari sekarang lebih panjang dari satu hari dimasa lalu. Hal inidisebabkan oleh efek pasang surut Bulan pada rotasi bumi. Jamatom menunjukkan bahwa zaman modern lebih panjang sekitar1,7 milidetik daripada seabad yang lalu. Analisis catatan

Gambar 1.3. Sumbu rotasi bumiyang tidak tegak lurus terhadapbidang revolusi bumi namunmembentuk sudut 23.30 .


7

astronomi menunjukkan kecenderungan melambat 2,3 milidetikper abad sejak abad ke-8 SM.1.5 Sejarah Teori Sistem Putaran BumiDi antara orang-orang Yunani kuno yang bersekolah diPythagoras percaya pada konsep rotasi bumi daripada rotasilangit. Mungkin yang pertama adalah Philolaus (470-385 SM),meski sistemnya rumit, menyatakan bumi berputar setiap haripada pusat api. Kemudian Hicetas, Heraclides dan Ecphantuspada abad ke-4 SM beranggapan bahwa bumi diputar namuntidak menunjukkan bahwa bumi berputar mengelilingimatahari. Pada abad ketiga SM, Aristarchus dari Samosmenyarankan sentral adalah matahari.Namun, Aristoteles di abad keempat mengkritik gagasanPhilolaus berdasarkan teori dan bukan observasi. Diamenetapkan gagasan tentang bidang bintang tetap yang diputardi sekitar bumi. Ini diterima oleh sebagian besar dari merekayang datang setelahnya, khususnya Claudius Ptolemy (abad ke-2Masehi), yang mengira bumi akan hancur oleh badai jikadiputar.Pada 499 M, astronom India Aryabhata menulis bahwa bumibulat berputar pada porosnya setiap hari, dan bahwapergerakan bintang yang Nampak itu adalah gerakan relatifyang disebabkan oleh rotasi bumi. Dia memberikan analogiberikut ini: "Sama seperti seorang pria dengan sebuah perahuyang menuju ke satu arah melihat benda-benda stasioner di tepisungai bergerak ke arah yang berlawanan, dengan cara yangsama, seorang pria di Lanka, mengatakan bintang-bintang yangbersusunan rapi tampaknya seperti bergerak ke barat.Pada abad ke-10, beberapa astronom Muslim mengatakanbahwa Bumi berputar pada porosnya. Menurut al-Biruni, AbuSa'id al-Sijzi (sekitar tahun 1020) menemukan astrolabe yang


8

disebut al-zūraqī berdasarkan gagasan yang diyakini olehbeberapa orang sezamannya "bahwa gerak yang kita lihatadalah karena gerakan bumi dan bukan gerakan langit".Prevalensi pandangan ini selanjutnya dikonfirmasi oleh sebuahreferensi dari abad ke-13 yang menyatakan:" Menurut ahligeometri, bumi dalam gerak lingkaran konstan, dan apa yangtampaknya menjadi gerakan langit sebenarnya adalah karenagerak bumi dan bukan bukan bintang-bintang. Risalah ini ditulisuntuk membahas kemungkinan, baik sebagai sanggahan ataumengungkapkan keraguan tentang argumen Ptolemy untukmenentangnya. Di observatorium Maragha dan Samarkand,rotasi bumi dibahas oleh Tusi dan Qushji. Argumen dan buktiyang mereka gunakan mirip dengan yang digunakan olehCopernicus.Di Eropa pada abad pertengahan, Thomas Aquinas menerimapandangan Aristoteles dan menolak pendapat John Buridan danNicole Oresme pada abad ke-14. Nicolaus Copernicus padatahun 1543 mengadopsi sistem heliosentris, dan pemahamankontemporer tentang rotasi bumi mulai dibangun. Copernicusmenunjukkan bahwa jika gerakan bumi penuh kekerasan, makapergerakan bintang-bintang harus jauh lebih banyak. Diamengakui kontribusi orang Pythagoras dan menunjuk contohgerak relatif. Bagi Copernicus inilah langkah pertama dalammembangun pola planet yang lebih sederhana yang menjadikanmatahari sebagai titik tengah tengah.Tycho Brahe menghasilkan pengamatan akurat menggunakankarya Copernicus sebagai basis sebuah sistem dengan asumsisebuah bumi diam. Kepler menghasilkan hukum hukumnyaadalah berdasarkan pengamatan Tycho ini. Pada tahun 1600,William Gilbert sangat mendukung rotasi bumi dalam risalahnyatentang magnetisme bumi dan mampu mempengaruhi banyakorang sezamannya, seperti Gilbert yang tidak secara terbukamendukung atau menolak gerak bumi mengelilingi mataharisering disebut "semi-Copernicans". Satu abad setelahCopernicus, Riccioli memperdebatkan model tanah yang


9

berputar karena kurangnya defleksi timur yang bisa diamatipada benda yang jatuh. Lendutan gerak semacam itu kemudiandisebut efek Coriolis. Namun, Kepler, Galileo dan Newton sangatmemberikan kontribusi dalam membentuk teori rotasi bumi.1.6 Kecepatan Putaran BumiKecepatan putaran rotasi bumi adalah (7.2921150 ± 0.0000001)× 10-5 radian per second. Jika dikalikan dengan (180 °/π radian)× (86.400 detik) akan menghasilkan 360.9856°, inimenunjukkan bahwa Bumi berputar lebih dari 360° relatifterhadap bintang yang tetap dalam satu hari matahari. Gerakanbumi di sepanjang orbitnya yang hampir melingkar begitu saatdiputar mengelilingi porosnya mengharuskan Bumi berputarsedikit lebih dari satu kali putaran relatif terhadap matahari,meskipun hanya berputar sekali (360°) relatif terhadapMatahari. Jika dikalikan nilai rad dengan radius khatulistiwabumi yaitu 6.378.137 m (berdasarkan hitungan WGS84ellipsoid) sehingga menghasilkan kecepatan di khatulistiwasebesar 465,1 m per detik, atau 1,674,4 km per jam. Beberapaliteratur menyatakan bahwa kecepatan putar dikhatulistiwabumi adalah 1.669,8 km / jam. Ini diperoleh dengan caramembagi lingkar khatulistiwa bumi dengan 24 jam. Namun,penggunaannya hanya untuk satu lingkaran tanpamempertimbangkan unit waktu yang sesuai harus menjadi jamsidereal. Hal ini diperkuat dengan bertambahnya jumlah harisidereal dalam satu hari matahari rata-rata, 1,002 737 909 350795, yang menghasilkan kecepatan khatulistiwa rata-rata yangdiberikan di atas 1.674,4 km / jam.Kecepatan tangensial rotasi bumi pada suatu titik di Bumi dapatdiperoleh dengan mengalikan kecepatan di khatulistiwa dengankosinus garis lintang. Sebagai contoh, Kennedy Space Centerterletak pada garis lintang 28,59 ° N, yang menghasilkankecepatan: cos 28,59 ° × 1,674,4 km / jam (1,040,4 mph; 465,1m / s) = 1,470,23 km / jam


10

1.7 Perbedaan Lama Siang, Malam dan MusimSeperti terlihat pada Gambar 1.3, equator bumi tidak sejajardengan bidang edar Bumi mengelilingi Matahari. Dengandemikian akan ada perbedaan lamanya waktu siang dan malampada waktu waktu tertentu.Sekitar setengah dari luas kulit Bumi diterangi setiap saat olehMatahari (Gambar 1.4). Daerah yang terkena penerangan secaralangsung hampir setengah dari planet ini. Tetapi karena efekatmosfer dan lainnya, mampu memperluas jangkauanpenerangan secara tidak langsung. Area planet bumi yangmengalami penerangan secara langsung atau tidak langsunghanya sedikit lebih dari separuh permukaan bumi.Belahan bumi yang mengalami siang hari pada setiap perubahanwaktu terus berlanjut saat planet berputar pada porosnya.Sumbu rotasi bumi tidak tegak lurus terhadap bidang orbitdalam mengelilingi Matahari (yang sejajar dengan arah sinarmatahari), sehingga panjang periode siang hari bervariasi disatu titik dan titik lainnya. Selain itu, karena sumbu rotasi relatiftetap dibandingkan dengan bintang (matahari), sumbu rotasijuga bergerak dengan Matahari sebagai pusat orbit. Hal inimenciptakan variasi musiman panjang periode siang hari disebagian besar titik di permukaan planet.


11

Gambar 1.4. Ilustrasi sinar matahari yang diterima oleh permukaan bumi setiap saat.Periode siang hari ditinjau dari sudut pandang pengamat padapermukaan bumi kira-kira didefinisikan sebagai periode antaramatahari terbit, ketika rotasi bumi ke arah timur pertamamenyebabkan cakram Matahari muncul di atas cakrawala,sampai terbenam, saat rotasi bumi terus berlanjutmenyebabkan sinar matahari menghilang di bawah cakrawalasebelah barat. Karena Matahari adalah cakram bercahayaseperti yang terlihat dari Bumi, bukan sumber cahaya, matahariterbit dan terbenam tidak seketika dan definisi yang tepat dapatbervariasi sesuai konteksnya. Selain itu, atmosfer bumi semakinmembungkuk dan membaurkan cahaya dari Matahari danmemperpanjang waktu terbit dan terbenam matahari. Untukperiode tertentu setelah matahari terbenam dan sebelummatahari terbit, sinar tidak langsung dari Matahari menerangilangit di atas Bumi. Periode ini sering disebut sebagai senja.Kelompok ilmuan tertentu, tidak menganggap siang hariberakhir sampai cakram Matahari benar-benar jauh di bawahcakrawala bumi (karena penerangan scara tidak langsung ini).


12

Mengingat bahwa sumbu rotasi bumi cenderung sekitar 23,5derajat dari tegak lurus (dibandingkan dengan bidang orbitnya),panjang periode siang hari bervariasi dengan musim dipermukaan planet, tergantung pada lintang pengamat. Daerahyang mengalami musim panas dimiringkan ke arah matahari.Kemiringan kearah matahari menyebabkan lebih dari separuhhari berada di siang hari dan suhu yang lebih hangat karenameningkatnya intensitas sinar matahari. Sementara lamanyasiang hari dapat memiliki beberapa efek pada suhu yangmeningkat di musim panas, sebagian besar kenaikan suhudisebabkan oleh cahaya matahari. Tingginya (mendekati 90derajat) sudut matahari inilah yang menyebabkan daerah tropismenjadi hangat, sementara sudut rendah (hampir di atascakrawala) di kutub inilah yang menyebabkannya menjadidingin. Lamanya jam siang hari memiliki sedikit efek pada suhubumi ini dapat terlihat pada kutub yang masih dingin di musimpanas walau meskipun lamanya siang hari adalah 24 jam,sedangkan khatulistiwa hangat dengan hanya 12 jam siang hari.Meskipun panjang periode siang hari selalu berkisar dua belasjam di Khatulistiwa pada semua musim, namun di semua garislintang lainnya panjangnya bervariasi sesuai musimnya. Selamamusim dingin, periode siang hari lebih pendek dari dua belasjam; Selama musim panas, lebih dari 12 jam. Saat musim dingindi utara Khatulistiwa, musim panas di selatan Khatulistiwa, dansebaliknya.Di Khatulistiwa, periode siang hari selalu hampir dua belas jampanjangnya, tidak peduli apapun musimnya. Matahari selalunaik hampir tegak lurus ke cakrawala. Dari Equinox bulan Maretsampai Equinox bulan September, ia naik sedikit ke timur laut,dan terbenam sedikit ke barat laut. Dari Equinox bulanSeptember sampai Equinox Maret, ia naik sedikit ke tenggaradan terbenam sedikit ke barat daya. Jalan Matahari seluruhnyaterletak di bagian utara langit untuk periode dari Equinox bulanMaret sampai Equinox September dan seluruhnya berada dibagian selatan langit dari Equinox bulan September sampai


13

Equinox Maret, dengan Matahari yang melintas langsung di ataskepala Pada siang hari di ekuinoks.Fakta bahwa Matahari selalu begitu dekat dengan vertikal padasiang hari di Khatulistiwa (tidak pernah lebih dari 23,5 derajatke utara atau selatan) menjelaskan mengapa daerahkhatulistiwa adalah wilayah terpanas di planet ini secarakeseluruhan. Selain itu, matahari terbit dan terbenam selaluterjadi dengan sangat cepat di Khatulistiwa, karena jalanMatahari melintasi langit begitu hampir vertikal. Di ekuinoks,Matahari hanya membutuhkan waktu dua menit untuk melintasicakrawala saat matahari terbit dan terbenam.Di daerah tropis. Daerah tropis adalah daerah yang menempatipermukaan Bumi antara 23,5 ° LU dan 23,5 ° LS. Di dalam bandini, Matahari akan melewati hampir secara langsung padasetidaknya satu hari per tahun. Garis 23,5 ° Lintang Utaradisebut Tropic of Cancer, karena ketika diberi nama, Mataharimelintas di atas kepala di lokasi ini pada saat tahun ketikaberada di dalam tanda zodiak Cancer. Garis ekuivalen garislintang selatan disebut Tropic of Capricorn, untuk alasan yangserupa. Untuk informasi lebih lanjut, silahkan cari informasimengenai presesi ekuinoks.Pada garis lintang yang lebih dekat ke Khatulistiwa dan diKhatulistiwa itu sendiri, matahari akan berada di atas dua kaliper tahun. Di luar daerah tropis, Matahari tidak pernah lewatlangsung di atas kepala.Dekat kutub. Di dekat kutub, yang bertepatan dengan porosrotasi Bumi saat melewati permukaan, variasi musiman di sianghari sangat ekstrem. Sebenarnya, dalam jarak 23,5 ° dari kutub,setidaknya akan ada beberapa hari setiap tahun di manamatahari tidak pernah ada di bawah cakrawala. Juga akan adahari dimana matahari tidak pernah terbit di atas cakrawala.Jumlah ini akan lebih sedikit, tapi mendekati jumlah hari dimusim panas dimana matahari tidak terbenam (misalnyamatahari terbit biasanya beberapa hari sebelum equinox musim


14

semi dan meluas beberapa hari melewati ekuinoks musimgugur). Fenomena siang hari lebih lama dari malam ini tidakunik bagi daerah kutub. Sebenarnya, pada waktu tertentu lebihdari separuh bumi ada di siang hari. 24 jam cahaya musim panasdikenal sebagai matahari tengah malam yang terkenal dibeberapa negara utara. Di sebelah utara, ditandai denganLingkaran Arktik adalah pada batas 23,5 ° dari kutup utara. Keselatan, ditandai dengan Lingkaran Antartika. Batas-batas inisesuai dengan lintang 66,5 ° utara atau selatan. Hari-hari yangbenar-benar gelap dimana matahari sepertinya tidak pernahnaik hanya terlihat di luar 72 ° utara atau lintang selatan.Di dekat kutub, matahari tidak pernah naik sangat jauh di atascakrawala, bahkan di musim panas, ini merupakan salah satualasan mengapa daerah-daerah di dunia ini secara konsistendingin di semua musim (yang lain termasuk efek albedo, refleksipeningkatan relatif dari Radiasi matahari salju dan es). Bahkandi titik balik matahari musim panas, saat matahari mencapaititik tertinggi di atas cakrawala pada siang hari, itu pun masihhanya 23,5 ° di atas cakrawala di kutub (Gambar 1.5). Selain itu,saat seseorang mendekati kutub, jalan Matahari melalui langitsetiap hari menyimpang dari vertikal sangat jelas terlihat. Saatmusim panas mendekat, Matahari terbit dan terbenam menjadilebih kearah utara di utara dan lebih ke selatan di selatan. Dikutub, jalan Matahari memang membuat seperti sebuahlingkaran, yang kira-kira sama jauh di atas cakrawala untukkeseluruhan durasi periode siang hari pada hari tertentu.Lingkaran itu berangsur-angsur terbenam di bawah cakrawalasaat musim dingin mendekat, dan sedikit demi sedikit naik diatasnya saat musim panas mendekat. Di kutub, matahari terbitdan terbenam bisa berlangsung selama beberapa hari.Di garis lintang tengah, jauh dari Khatulistiwa dan kutub,variasi panjang siang hari adalah moderat. Di lintang menengahyang lebih tinggi seperti Montreal, Paris dan Ushuaia,perbedaan panjang hari dari musim panas ke musim dingin bisasangat terlihat: langit mungkin masih menyala pada pukul 10


15

malam di musim panas, tapi mungkin gelap pada pukul 5 soredi musim dingin. Di garis lintang tengah bawah dimanaSouthern California, Mesir dan Afrika Selatan berada,perbedaan musiman lebih kecil, namun masih menghasilkanperbedaan sekitar 4 jam di siang hari antara musim dingin dantitik balik matahari musim panas. Perbedaannya menjadikurang terasa semakin dekat sampai ke khatulistiwa.Juga di garis lintang tengah, variasi iklim musiman yangdihasilkan oleh perubahan pada siang hari adalah yang palingditandai, dengan periode dingin dan panas yang sangatberbeda, dan perubahan musiman sekunder lainnya sepertisalju dan es di musim dingin yang hilang di musim panas dansebagainya. Pada garis lintang tinggi, dingin hampir sepanjangwaktu, dengan salju dan es yang konstan, sehingga musimnyakurang jelas; Dan di daerah tropis, musim panas hampir selalu,tanpa salju atau es sama sekali, jadi musimnya kurang jelas.


16

Gambar 1.5. Pergerakan matahari terlihat dari bagian Utara Bumi.

Gambar 1.6. Area dipermukaan bumi yang mendapat sinar matahari di bulan Desember (atas)dan bulan Juni (bawah)


17

1.8. Pengukuran Jari Jari BumiOrang pertama yang mengukur jari-jari Bumi yaitu ahlimatematika Yunani Eratosthenes (276-195 SM). Eratosthenesmenggunakan jarak antara kota-kota Alexandria di Mesir di sisibarat Delta Sungai Nil dan Syene dekat Aswan di selatan Mesir.Dia tahu sudut ketinggian Matahari di masing-masing lokasi itupersis satu hari terpisah. Dari pengukuran ini, diamemperkirakan lingkar bumi, yang dengannya dia menentukanradius Bumi menjadi sekitar 6317 km. Banyak cara sederhanalainnya yang sudah ada untuk perhitungan radius bumi. Semuametode ini menggunakan fakta bahwa Bumi mengambil satuhari sidereal untuk menyelesaikan rotasi penuh, sementarasinar Matahari digunakan sebagai referensi. Gagasan itu terlihatcukup berat untuk mengempulkan data dalam waktu singkat.Salah satu cara mengukur jari jari bumi dikemukakan olehCorroll (2013, pada Jurnal Physics Education). Mengukur radiusbumi pada dasarnya bisa dilakukan dengan mencatat waktumatahari terbenam pada tingkat yang berbeda di sebuah gedungtinggi. Sementara radius dan metode perhitungan nya telahdikenal selama beberapa waktu dalam matematika, metodebaru ini berfungsi sebagai pendekatan yang mudah dan akuratyang dapat diulang oleh siapa saja yang memiliki peralatan yangdibutuhkan. Perhitungannya bergantung pada geometrisederhana dan hasilnya mendekati nilai yang diterima untukjari-jari Bumi (Gambar 1.7).Sebuah bangunan tinggi harus dipilih dengan pandangan yangjelas antara cakrawala tempat Matahari terbenam dan sisibangunan menghadap ke arah itu. Dua titik yang mudah dikenalidipilih di gedung tersebut dan ukur perbedaan ketinggianantara dua titik (Gambar 1.7).Kemudian gunakan Kamera pada tripod yang mantap dan diaturke mode video, dengan fitur auto-focus dan auto-exposure lockditetapkan untuk mencegah pemaparan atau perubahan fokusyang tidak diinginkan, dan digunakan untuk merekam kemajuan


18

vertikal bayangan cakrawala. Urutan gambar video digitaldianalisis dengan menggunakan program yang digunakan untukmenemukan perbedaan pencahayaan greyscale antara dua titikyang dipilih pada bangunan. Dengan menggunakan perbedaanini, adalah mungkin untuk melihat kapan mulainya bayanganterbit mencapai titik yang dipilih dari bangunan tersebut, dankemudian ketika mencapai titik yang dipilih di bagian atasbangunan. Akurasi ditingkatkan dengan menganalisa framevideo saat bayangan melewati dua titik ini.

Gambar 1.7. Geometri pengukuran


19

Dengan mengukur perbedaaan waktu antara kedua titik yangsudah ditentukan, maka dapat di hitung jari jari bumi sebagaiberikut:2 = ∆1 ℎ

= + ℎ= ℎ(1 − )Dengan demikian jari jari bumi dapat diperkirakan daripersamaan terakhir.


20

Pertanyaan BAB 11. Berapakah jarak lurus terdekat antara kota A (120 BT – 00LU) dengan kota B (200 BB – 00 LU)?2. Berapakah jarak lurus terjauh antara kota C (120 BT – 00 LU)dengan kota D (200 BB – 00 LU)?3. Berapakah jarak lurus terdekat antara kota E (120 BT – 00LU) dengan kota F (350 BB – 650 LU)?4. Mengapa waktu (jam) tenggelam matahari tidak selalusama?5. Mengapa kota yang sama posisi Bujurnya dan posisilintangnya berbeda mengalami terbit fajar yang tidak samauntuk bulan bulan tertentu?6. Mengapa bisa terjadi empat musim pada daerah lintangbesar (lebih 450) belahan bumi utara dan selatan7. Jelaskan mengapa ada perbedaan musim pada waktu yangsama di belahan bumi utara dan selatan8. Jika kita sedang berada di kota Sidney bulan Desember, lebihlama siang atau malam?9. Di bulan apakah matahari zenith di kota Mekah ? Jelas kanmengapa demikian.10. Pernahkah matahari zenith diatas kota seoul? Jelaskanalasan dan sketh!


21

Daftar Pustaka dan Tambahan Bacaan1. Dennis D. McCarthy; Kenneth P. Seidelmann (18 September 2009). Time: From EarthRotation to Atomic Physics John Wiley & Sons. p. 232. ISBN 978-3-527-62795-02. Stephenson, F. Richard (2003). "Historical eclipses and Earth's rotation" Astronomy &Geophysics. 44 (2). pp. 2.22–2.27. doi:10.1046/j.1468-4004.2003.44222.x3. Alessandro Bausani (1973). "Cosmology and Religion in Islam". Scientia/Rivista diScienza. 108 (67): 762.4. Young, M. J. L., ed. (2 November 2006). Religion, Learning and Science in the 'AbbasidPeriod Cambridge University Press. p. 413. ISBN 9780521028875


22

Bacaan Tambahan

Sumber: Physics Education (March 2013)


23

bab i gerakan bumi dan implikasi terhadap kehidupan

Documents